JPH10188368A - 情報記録媒体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光半透過膜の経時変化が大きかった。 【解決手段】 多層の記録層を有し、光半透過膜５を備
えることにより、同一面から各記録層の記録信号の読み
出しを行う情報記録媒体において、上記光半透過膜５が
珪素化合物より形成され、この珪素化合物を高酸素雰囲
気下で加熱処理する情報記録媒体１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多層の記録層およ
び光半透過膜を形成することにより、同一面から各記録
層の記録信号の読み出しを行う情報記録媒体に係り、特
に光半透過膜の膜質を改良することができる情報記録媒
体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、オーディオやビデオ、その他
の各種情報を記録または／および再生を行う情報媒体と
して、図７に示す読み出し専用光ディスクや、図８に示
す書き換え可能光ディスクが知られている。

【０００３】図７は、読み出し専用光ディスクの断面構
造を示す概略図である。図７において、読み出し専用光
ディスク２１の光照射側面２１ａは、ポリカーボネート
等の透明基板２２によって形成され、この透明基板２２
上には、記録データの凹凸ピット２３を有する記録層２
４が形成されている。この記録層２４上には、アルミニ
ウム蒸着膜等の反射膜２５が形成され、この反射膜２５
は、紫外線硬化樹脂等の保護膜２６によって覆われて保
護されている。

【０００４】また図８は、書き換え可能光ディスクの断
面構造を示す概略図である。図８において、書き換え可
能光ディスク３１の光照射側面３１ａは、ポリカーボネ
ート等の透明基板３２によって形成され、この透明基板
３２上には、高屈折率誘電体のエンハンスト層３３およ
び記録層３４が順次形成されている。この記録層３４上
には、高屈折率誘電体の保護層３５を介して、アルミニ
ウム蒸着膜等の反射膜３６が形成され、この反射膜３６
は、紫外線硬化樹脂等の保護膜３７によって覆われて保
護されている。

【０００５】このように、これらの光ディスク２１，３
１の断面構造において、記録層２４，３４は、それぞれ
単層であった。

【０００６】しかし、利用する情報量の増加に伴って、
光ディスクの単位面積当たりの記録密度を増加させるこ
とが必要となり、デジタルビデオディスク等の次世代光
ディスクにおいては、記録層を多層に形成した高密度光
ディスクの利用が考えられている。

【０００７】図９は、高密度光ディスクの断面構造を示
す概略図である。図９において、高密度光ディスク４１
は、光照射側に位置される第１の基板４２と、非照射側
に位置される第２の基板４３とから成っている。第１の
基板４２は、ポリカーボネート等の透明基板４４上に、
記録データの凹凸ピット４５を有する第１の記録層４６
を形成し、この第１の記録層４６上に、ＳｉＮ等の光半
透過膜４７を形成したものである。一方、第２の基板４
３は、ポリカーボネート等の第２の透明基板４８上に、
記録データの凹凸ピット４９を有する第２の記録層５０
を形成し、この第２の記録層５０上に、アルミニウム蒸
着膜等の反射膜５１を形成したものである。そして、第
１の基板４２および第２の基板４３は、光半透過膜４７
と反射膜５１を相対向させるように、紫外線硬化樹脂等
のスペース層５２を介して一体化されている。

【０００８】このような高密度光ディスク４１を実現す
るには、光半透過膜４７が極めて重要な要素となる。す
なわち、この光半透過膜４７には、２０％乃至４０％の
反射率と透過率が必要とされ、読み出しの焦点を第１の
記録層４６に合わせると第１の記録層４６から記録信号
が読み出される。このとき、第２の記録層５０には読み
出しの焦点が合っていないため、記録信号が読み出し時
に混じり合うことはない。一方、読み出しの焦点を第２
の記録層５０に合わせると、同様に第２の記録層５０の
記録信号のみが読み出される。

【０００９】このような光半透過膜４７に要求される性
能としては、入射光を有効に利用するために吸収損失が
小さいこと、第１の記録層４６と第２の記録層５０の間
の戻り光量をほぼ等しくするために反射率や透過率が調
整できること、スペース層５２との密着性が良いこと、
耐環境性に優れていることなどがある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、本発明者等
は、上記性能を満足する光半透過膜として、珪素化合物
が最適であること見い出した。しかし、成膜直後の珪素
化合物は表面が非常に活性であるため、成膜装置から大
気中に取り出すと、図１０に示すように、大気中の酸
素、窒素および水蒸気などと引き続きゆっくりと反応を
起こして、徐々に光半透過膜の屈折率が小さくなり、経
時変化の大きな膜になるという問題があった。

【００１１】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、製造し易く、経時変化の少ない光半透
過膜を有する情報記録媒体及びその製造方法を提供する
ことを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、多層の記録層を有し、光半透過膜を備えることに
より、同一面から各記録層の記録信号の読み出しを行う
情報記録媒体において、上記光半透過膜が珪素化合物よ
り形成され、この珪素化合物を高酸素雰囲気下で加熱処
理することを特徴とする情報記録媒体により、達成され
る。

【００１３】また、上記目的は、本発明によれば、多層
の記録層を有し、光半透過膜を備えることにより、同一
面から各記録層の記録信号の読み出しを行う情報記録媒
体において、上記光半透過膜が珪素化合物より形成さ
れ、この珪素化合物を高酸素雰囲気下で加熱処理するこ
とを特徴とする情報記録媒体の製造方法により、達成さ
れる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施形態は、本発明の好適な形態であるから、技術
的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範
囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記
載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

【００１５】図１は、本発明に係る実施の形態である情
報記録媒体の製造方法により作製した情報記録媒体の断
面構造を示す概略図である。図１において、情報記録媒
体１は、例えば円板状の光ディスクとして構成され、そ
の光照射側には、例えばポリカーボネートやポリメチル
メタクリレート等からなる透明基板２が設けられてい
る。この透明基板２は、例えば金型内にポリカーボネー
トやポリメチルメタクリレート等を射出成形することに
より円板状に形成され、その上面にはスタンパにより記
録データの凹凸ピット３を有する第１の記録層４が形成
される。

【００１６】第１の記録層４上には、酸素ガスと窒素ガ
スを含む混合ガス雰囲気下で、スパッタリング等の成膜
方法を実施することにより、珪素化合物膜として光半透
明膜５が成膜される。したがって、光半透明膜５には、
所定量の酸素と窒素が含まれている。

【００１７】次に、この光半透明膜５の成膜直後に、光
半透明膜５を形成した透明基板２を高酸素雰囲気中に導
入して、光半透明膜５に加熱処理が施される。加熱処理
を施すと、光半透明膜５の酸化が促進され、図２に示す
ように、この光半透明膜５の表面に、化学量論組成の珪
素化合物の安定化層５ａが速やかに形成されることにな
る。したがって、光半透明膜５の安定化層５ａが酸素、
窒素および水蒸気のブロッキング層として作用し、ある
量の安定化層５ａが形成された後は内部の酸化等が起こ
らなくなる。

【００１８】ここで、酸素雰囲気の酸素濃度と加熱時間
と加熱温度とは相乗効果を示すので、製造条件から最適
に設定する必要がある。具体的には、酸素濃度は４０％
乃至６０％程度が好ましく、加熱温度は摂氏４０度乃至
摂氏８０度が好ましい。加熱温度の上限を摂氏８０度と
したのは、透明基板２の耐熱性を考慮したものである。
一方、加熱温度の下限を摂氏４０度としたのは、珪素化
合物の活性化を考慮したものである。また、加熱時間
は、透明基板２の耐熱性を考慮して、６０秒以下である
ことが好ましい。

【００１９】この光半透明膜５上には、紫外線硬化樹脂
や光硬化樹脂等よりなる透明なスペース層６が形成され
る。このスペース層６は、紫外線等が照射されることに
より硬化する。

【００２０】第２の記録層８上には、真空蒸着等によ
り、例えばアルミニウムよりなる全反射膜９が成膜され
る。さらに、この全反射膜９上には、紫外線硬化樹脂や
光硬化樹脂等よりなる保護膜１０がスピンコート法等に
より形成される。

【００２１】このように本実施の形態の製造方法により
作製された情報記録媒体１は、第１の記録層４と第２の
記録層８を有しており、第１の記録層４上に光半透過膜
５を備えることにより、透明基板２側から各記録層４，
８の記録信号の読み出しを行うものである。そして、そ
の光半透過膜５は、珪素化合物よりなり、例えばスパッ
タリング等の成膜方法によって、所定の屈折率と所定の
膜厚に成膜されるものである。

【００２２】なお、本実施の形態では、二層の記録層を
有する情報記録媒体１を作製したが、これに限るもので
はなく、三層以上の記録層を有する情報記録媒体として
構成してもよい。

【００２３】図３は、酸素と窒素を含む珪素化合物を光
半透過膜とした場合の機能を説明するための概略図であ
る。図３において、光半透過膜５は、ポリカーボネート
等により形成された透明基板２と、紫外線硬化樹脂等に
より形成されたスペース層６との間に介設されている。
例えば、透明基板２側から入射した光は、光半透過膜５
内で多重反射を起こし、干渉する。したがって、図４に
示すように、光半透過膜５を通過する光量と反射する光
量は、この光半透過膜５の膜厚と屈折率によって変化す
る。すなわち、屈折率（ｎ）と膜厚（ｎｍ）を変化させ
ることで、反射率と透過率を任意に選択することができ
る。

【００２４】また、図５は、酸素量を一定（３％）と
し、窒素量を変化させたときの光半透過膜の屈折率変
化、および窒素量を一定（６％）とし、酸素量を変化さ
せたときの光半透過膜の屈折率変化を示す説明図であ
る。図５によれば、酸素と窒素の総量が増加するにした
がって、屈折率が小さくなっていくことが判る。

【００２５】このときの屈折率と膜厚の最適値は、次の
ようにして決められる。屈折率は、透明基板２側からみ
て第１の記録層４と第２の記録層８からの戻り光量がほ
ぼ等しくなるように設定する。また、膜厚は、面内にお
いて均一な戻り光量を得るために、膜厚の変化に対して
反射率と透過率の変化が最も少ない値に設定する。さら
に、酸素と窒素の比率は、スペース層６との密着性が最
適になるように考慮して定められる。

【００２６】すなわち、光半透過膜５には、２０％乃至
４０％の反射率と透過率が必要とされるので、図４に示
す膜厚と反射率と屈折率との関係から２０％乃至４０％
の反射率に対する膜厚および屈折率を最適値に選択す
る。

【００２７】

【実施例】

実施例１ 実施例１の製造方法により製造した情報記録媒体は、図
１に示した情報記録媒体と近似する断面構造を有してい
るため、同一の符号は同一部材を示している。透明基板
２の材質には、ポリカーボネートを採用する。まず、金
型内にポリカーボネートを射出成形して、スタンパによ
り凹凸ピット３を有する第１の記録層４の形成された透
明基板２を作製した。

【００２８】次に、この透明基板２をスパッタリング装
置のチャンバー内に導入して陽極に設置すると共に、陰
極に珪素ターゲットを設置した。この珪素ターゲット
は、その導電性を高めるため、ボロンがドーピングされ
ている。

【００２９】そして、チャンバー内を十分に排気した
後、１５ｓｃｃｍのアルゴンガスに３ｓｃｃｍの酸素ガ
スと２ｓｃｃｍの窒素ガスを混入した混合ガスをチャン
バーのガス入口から導入し、ＲＦ重畳ＤＣ反応性スパッ
タを行って、透明基板２の第１の記録層４上に光半透過
膜５を成膜した。光半透過膜５の成膜は、７ｎｍ／秒の
成膜速度で８秒間行い、珪素化合物膜を５６ｎｍの厚さ
で成膜した。この珪素化合物膜からなる光半透過膜５
は、屈折率ｎ＝３．２５を有していた。

【００３０】次に、図６に示すように、光半透過膜５を
形成した透明基板２を加熱処理装置１１内に導入して、
ホットプレート１２上に載置した。そして、排気口１３
から加熱処理装置１１内を十分に排気した後、ガス供給
口１４から加熱処理装置１１内へ４０％の酸素ガスと６
０％の窒素ガスを導入した後、摂氏６０度に加熱したホ
ットプレート１２上で１０秒間の加熱処理を行った。加
熱処理を施した後の光半透過膜５は、屈折率ｎ＝３．０
５を有していた。

【００３１】この光半透過膜５上に紫外線硬化樹脂より
なるスペース層６を４７ミクロンの厚さで形成する。そ
して、記録層を形成した透明基板上にアルミニウム反射
膜を成膜した単板を、２つの記録層４，８が対向するよ
うに、貼り合わせる。これにより、第１の記録層４と第
２の記録層８とを有する光ディスク１が作成される。

【００３２】以上のようにして作製した光ディスク１の
反射率を測定したところ、第１の記録層４の反射率が２
９％であり、第２の記録層８の反射率が３２％であっ
た。また、この光ディスク１は、光ピックアップにより
第１の記録層４または第２の記録層８に焦点を合わせる
と、それぞれに記録したデータを良好に読み出すことが
できた。

【００３３】実施例２ 実施例２の製造方法により製造した情報記録媒体は、図
１に示した情報記録媒体と近似する断面構造を有してい
るため、同一の符号は同一部材を示している。透明基板
２の材質には、ポリカーボネイトを採用する。まず、金
型内にポリカーボネイトを射出成形して、スタンパによ
り凹凸ピット３を有する第１の記録層４の形成された透
明基板２を作製した。

【００３４】次に、この透明基板２をスパッタリング装
置のチャンバー内に導入して陽極に設置すると共に、陰
極に珪素ターゲットを設置した。この珪素ターゲット
は、その導電性を高めるため、ボロンがドーピングされ
ている。

【００３５】そして、チャンバー内を十分に排気した
後、１５ｓｃｃｍのアルゴンガスに３ｓｃｃｍの酸素ガ
スと２ｓｃｃｍの窒素ガスを混入した混合ガスをチャン
バーのガス入口から導入し、ＲＦ重畳ＤＣ反応性スパッ
タを行って、透明基板２の第１の記録層４上に光半透過
膜５を成膜した。光半透過膜５の成膜は、１０ｎｍ／秒
の成膜速度で６秒間行い、珪素化合物膜を６０ｎｍの厚
さで成膜した。この珪素化合物膜からなる光半透過膜５
は、屈折率ｎ＝３．３５を有していた。

【００３６】次に、図６に示すように、光半透過膜５を
形成した透明基板２を加熱処理装置１１内に導入して、
ホットプレート１２上に載置した。そして、排気口１３
から加熱処理装置１１内を十分に排気した後、ガス供給
口１４から加熱処理装置１１内へ６０％の酸素ガスと４
０％の窒素ガスを導入した後、摂氏８０度に加熱したホ
ットプレート１２上で６秒間の加熱処理を行った。加熱
処理を施した後の光半透過膜５は、屈折率ｎ＝３．０を
有していた。

【００３７】この光半透過膜５上に紫外線硬化樹脂より
なるスペース層６を４７ミクロンの厚さで形成しする。
そして、記録層を形成した透明基板上にアルミニウム反
射膜を成膜した単板を、２つの記録層４，８が対向する
ように、貼り合わせる。これにより、第１の記録層４と
第２の記録層８とを有する光ディスク１が作成される。

【００３８】以上のようにして作製した光ディスク１の
反射率を測定したところ、第１の記録層４の反射率が２
６％であり、第２の記録層８の反射率が３５％であっ
た。また、この光ディスク１は、光ピックアップにより
第１の記録層４または第２の記録層８に焦点を合わせる
と、それぞれに記録したデータを良好に読み出すことが
できた。

【００３９】以上述べたように、本発明の実施の形態及
び実施例によれば、成膜直後の光半透過膜５に加熱処理
を施すことにより、製造し易く、経時変化の少ない光半
透過膜５を有する情報記録媒体１を作製することができ
る。

【００４０】

【発明の効果】かくして、本発明によれば、製造し易
く、経時変化の少ない光半透過膜を有する情報記録媒体
及びその製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法により作製した情報記録媒体
の断面構造を示す概略図である。

【図２】本実施形態において、光半透過膜中の安定領域
を示す概略図である。

【図３】本実施形態において、酸素と窒素を含む珪素化
合物を光半透過膜とした場合の機能を説明するための概
念図である。

【図４】本実施形態において、膜厚と反射率と屈折率と
の関係を示す説明図である。

【図５】本実施形態において、酸素，窒素含有量と屈折
率との関係を示す説明図である。

【図６】本実施例において使用する加熱処理装置を示す
概略図である。

【図７】従来の読み出し専用光ディスクの断面構造を示
す概略図である。

【図８】従来の書き換え可能光ディスクの断面構造を示
す概略図である。

【図９】従来の高密度光ディスクの断面構造を示す概略
図である。

【図１０】従来の珪素化合物膜の経時変化を示す説明図
である。

【符号の説明】

１・・・情報記録媒体、２・・・透明基板、３・・・凹
凸ピット、４・・・第１の記録層、５・・・光半透明
膜、６・・・スペース層、７・・・凹凸ピット、８・・
・第２の記録層、９・・・全反射膜、１０・・・保護膜

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多層の記録層を有し、光半透過膜を備え
   ることにより、同一面から各記録層の記録信号の読み出
   しを行う情報記録媒体において、 上記光半透過膜が珪素化合物より形成され、この珪素化
   合物を高酸素雰囲気下で加熱処理することを特徴とする
   情報記録媒体。
2. 【請求項２】 前記加熱処理の条件が、４０％乃至６０
   ％の酸素濃度の高酸素雰囲気下において、摂氏４０度乃
   至摂氏８０度の加熱温度、６０秒以下の加熱時間に設定
   されることを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒
   体。
3. 【請求項３】 多層の記録層を有し、光半透過膜を備え
   ることにより、同一面から各記録層の記録信号の読み出
   しを行う情報記録媒体の製造方法において、上記光半透
   過膜が珪素化合物より形成され、この珪素化合物を高酸
   素雰囲気下で加熱処理することを特徴とする情報記録媒
   体の製造方法。
4. 【請求項４】 前記加熱処理の条件が、４０％乃至６０
   ％の酸素濃度の高酸素雰囲気下において、摂氏４０度乃
   至摂氏８０度の加熱温度、６０秒以下の加熱時間に設定
   されることを特徴とする請求項３に記載の情報記録媒体
   の製造方法。